BBN Criterion or VC곡선

 

정밀장비를 운용하다 보면 다양한 진동문제와 맞닥뜨리게 되는데,  특히 측정된 미세진동값 분석업무를 할 때 가장 많이 접하게 되는 단어가 “BBN criterion” (BBN criteria)또는 “VC Curves” (VC 곡선)입니다.

먼저 BBN이 무슨 뜻인가 부터 살펴보면,

BBN은 회사 이름입니다.  1948년 MIT의 두 교수 레오 베라넥(Leo Beranek)과 리처드 볼트(Richard Bolt) 그리고 볼트의 제자 로버트 뉴먼(Robert Newman)에 의해서 설립 되었고, 현재는 Raytheon BBN Technologies 라는 회사입니다.

초기, BBN은 음향 컨설팅 회사로 출발하였습니다. 뉴욕 유엔 총회의실의 음향설계에 대한 자문을 하기도 했고,  1972년 미국 닉슨 대통령의 워터게이트 사건 때, 지워진 녹음테이프를 조사하기도 했다고 합니다.  당시에도 기술력이 대단한 회사였던 것 같습니다.

in_mem_colin

콜린 고든, Colin G. Gordon (1934-2005)

이 당시 BBN에 근무하던, 영국 스코틀랜드 출신의 콜린 고든(Colin G. Gordon)이 진동기준에 관한 논문 Vibration Criteria for Microelectronics Manufacturing Equipment  [by Gordon, C. G., & Ungar, E. E.]을 에릭 웅거(Ungar, E. E.)와 함께 1983년에 발표하였는데,

이 논문에 현재 우리가 산업현장에서 사용하는  “BBN criterion” 또는 “VC Curves” 에 관한 내용이 있습니다.

BBN criterion은 BBN회사 명칭을 딴 (진동관련)기준이라는 뜻이며, VC Curves은 Vibration Criterion Curves 진동(속도) 기준 곡선이라는 뜻입니다. 즉, 전자는 회사이름을 따왔고, 후자는 실제적인 명칭입니다. 결국 둘다 같은 뜻으로 보시면 됩니다. 최근에는 “VC Curves (VC곡선, VCカーブ)”를 좀 더 많이 사용합니다.

논문의 주 저자인 콜린 고든(Colin G. Gordon)은 마이크로 전자, 반도체 산업이 발전하던 시기에, 집적회로 전자 Chip 제작과 연구를 위한 진동저감 설비를 디자인하기도 했습니다.

또, 그는 건물내 배관, 환기시스템 등으로부터 발생하는 소음/진동의 분석과 바닥(Floor)디자인에 깊이 참여했으며, 정밀 작업/생산하는 건물자체의 소음/진동 환경에 대한 이해를 높이는데 많은 기여를 했다고 합니다.

그가 1983년에 발표했던 논문은, 건물의 바닥진동이 정밀작업에 영향을 주는 주요한 원인이라는 것을 엔지니어들이 이해할 수 있도록 하였고, 또 미세진동에 기술적으로 대응을 할 수 있는 기준 근거를 마련했다고 할 수 있습니다.

그 후, BBN Criterion을 좀더 개선하여, 2005년에 기존의 VC곡선에 VC-F, VC-G를 추가한 논문 “Evolving criteria for research facilities: I-Vibration [ by Hal Amick 外] ” 이 발표됩니다.

2005년 발표된 논문에서 정의한,  VC곡선과 그래프는 아래와 같습니다. 우리 주변의 VC-A이하의 미세진동은 정밀장비에 중대한 영향을 주지만, 일반 사람의 감각으로는 전혀 알 수 없기  때문에, 미세진동이  어느 범주에 포함되는지를 알기 위해서는 실제적인 진동계측을 해야만 파악될 수 있습니다.  ( ※ 상세사항은 하단 논문 참조.)

vc-curves-bbn-criterion-ivic

진동 등급별  VC곡선 (2005년)

vc-curve-criterion-ivic

VC곡선 진동 등급별 수치.(2005년)

기본적으로  VC 곡선들은 주파수에 관계없이 속도가 일정한 규격으로, 실효 속도의 1/3 옥타브 밴드를 적용합니다. 그리고 각 VC 곡선들은 6dB 간격으로 규정되어져 있습니다.


아래의 표는 일반공장, 사무실, 주거시설, 연구실 바닥진동에서 부터, VC등급으로 표시되는 연구/산업현장의 바닥(진동)속도에 대한 규정을 좀더 구체적인 설명을 포함하여 기술된 내용입니다.

특히, 추가된 VC-F, VC-G의 설명을 보시면, “지극히 조용한 연구환경이며, 크린룸에서는 달성하기 어려운 수준.” 이라고 설명 되어져 있습니다.  이러한 수준은 나노 정밀급 이상의 환경을 위한 것으로 보입니다.

현재, 우리나라의 정밀산업현장은 VC-C 또는 VC-D 정도를 요구하는 경우가 많습니다. 물론 좀더 정밀한 작업을 할수록 요구 등급수준도 올라갈 것입니다.

참고로, 이웃 일본의 반도체공장의 경우, 대부분이 VC-D ~ VC-E로 설정되어 있다고 합니다.

application-and-interpretation-of-the-generic-vibration-criterion-vc-curves

VC곡선의 등급별 수치 규정치와 적용 및 해설.(2005년)

이상 소개한 내용은, 현재 정밀 산업/연구현장에 필요한 “미세진동규제치”에 대한 정의로 많이 사용되어지고 있습니다. 비유하자면 크린룸 청정도(Air Cleanliness Level)를 관리하는 개념과 비슷하다고 보시면 되겠습니다.

즉, 실제 측정된 진동값, 예를 들어,

  •   LCD 생산라인의 바닥진동
  •   중대형 Vision검사 장비실의 바닥진동
  •   검사장비를 보관한 QC Room 진동
  •   정밀 가공시설 Line Floor진동
  •   2층 이상에 시설된 검사실 진동
  •   연구실 바닥진동 등

이와같은 장소에서 측정된 미세진동값을, 콜린 고든의 “VC곡선”과 비교하여 진동 등급을 분석/판단하여, 적절한 진동 대책수립을 할 수 있는 근거가 될 수 있습니다. (※ 좀 더 상세한 기술적 사항은 아래 자료출처의 논문들을 참고 하십시오.)

콜린 고든이 제안 했던 “BBN criterion” or “VC곡선” 을 기준으로, 현장에서 계측된 미세 진동Data를 객관적/기술적 판단기준 근거로 이용하게 되면서,  마이크로/나노급 정밀산업에 많은 발전이 있었습니다.

앞으로도, 사람이 느끼거나 감지할 수는 없지만 항상 존재하여 영향을 끼치는 미세진동(미소진동)에 대한 이해가 더욱 깊어질수록, 초정밀산업의  더 많은 발전을 기대 할 수 있을 것입니다. 또한 미세 진동을 제어해야 하는 제진시스템 기술도 함께 발전하게 될 것입니다.

   아이빅(iVIC)의 진동 측정/분석 업무

 

** 자료출처 ;

 

BBN Criterion or VC곡선”에 대한 2개의 생각

  1. 핑백: 진동의 등급 분류 1. - iVIC (아이빅)iVIC (아이빅)

  2. 핑백: 진동의 등급 분류 2. - iVIC (아이빅)iVIC (아이빅)

댓글 남기기

이메일은 공개되지 않습니다.